青島地鐵4號(hào)線機(jī)電系統(tǒng)bim技術(shù)應(yīng)用探索與實(shí)踐

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1、青島地鐵4號(hào)線機(jī)電系統(tǒng)BIM技術(shù)應(yīng)用探索與實(shí)踐李剛青島地鐵集團(tuán)有限公司摘要：從現(xiàn)階段我國(guó)城市軌道交通工程設(shè)計(jì)、施工和設(shè)備安裝出發(fā)，指出現(xiàn)有二維設(shè)計(jì)方法及設(shè)備安裝施工的不足。結(jié)合青島地鐵4號(hào)線工程，提出利用BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“一體化設(shè)計(jì)、工廠化加工生產(chǎn)、無(wú)切焊、無(wú)錯(cuò)差”的設(shè)計(jì)施工理念，并闡述實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)理念的目標(biāo)和路徑，制定BIM全過(guò)程設(shè)計(jì)的工作流程和管理措施。關(guān)鍵詞：城市軌道交通;BIM;機(jī)電系統(tǒng);一體化設(shè)計(jì);設(shè)備安裝;0引言建筑信息模型（BuildingInformationModeling,BIM）是以工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)建立三維模型來(lái)仿真模擬建設(shè)工程所具有的真實(shí)信息，

2、具有完備性、關(guān)聯(lián)性、一致性以及可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性等特點(diǎn)［1-2］。應(yīng)用B1M技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)加工、無(wú)切焊無(wú)錯(cuò)差現(xiàn)場(chǎng)組裝，探索機(jī)電設(shè)備一體化設(shè)計(jì)施工安裝的標(biāo)準(zhǔn)化之路。1我國(guó)地鐵機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工現(xiàn)狀隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，我國(guó)地鐵建設(shè)正處于快速發(fā)展時(shí)期。截至2016年底，全國(guó)在建城市軌道交通里程已達(dá)5636.5kmUl。但受傳統(tǒng)技術(shù)手段制約，現(xiàn)階段地鐵機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工仍處在相對(duì)落后和粗放的狀態(tài)，主要存在以下問(wèn)題：（1）設(shè)計(jì)手段仍停留在各專業(yè)各自進(jìn)行二維設(shè)計(jì)的水平，不同專業(yè)施工圖錯(cuò)漏碰缺嚴(yán)重，需進(jìn)行大量現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)和修改，導(dǎo)致空間布置不

3、合理，隱患難以排查；（2）受設(shè)計(jì)手段和既有軟件制約，難以精確表達(dá)三維空間各接口尺寸，造成大量現(xiàn)場(chǎng)管線切割、焊接等操作，調(diào)改設(shè)計(jì)還導(dǎo)致相當(dāng)數(shù)量的結(jié)構(gòu)隨意開(kāi)洞，使現(xiàn)場(chǎng)混亂，施工水平低下，協(xié)調(diào)管理難度大（見(jiàn)圖1）;（3）大量變更洽商導(dǎo)致造價(jià)陡增，降低了設(shè)計(jì)施工效率。這些問(wèn)題直接導(dǎo)致地鐵機(jī)電系統(tǒng)施工安裝質(zhì)量控制難、使用年限過(guò)短。與土建結(jié)構(gòu)100年的使用年限相比，機(jī)電系統(tǒng)使用壽命僅15~20年，造成地鐵機(jī)電系統(tǒng)的質(zhì)量和使用壽命與發(fā)達(dá)W家和比存在較大差距［4-5］。2BIM技術(shù)應(yīng)用目標(biāo)BIM新技術(shù)為地鐵機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工安裝水平的升級(jí)提供丫有效途徑：（1）通過(guò)應(yīng)用B1M技術(shù)，各專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，大幅提高

4、機(jī)電設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和精確度，可避免現(xiàn)場(chǎng)加工，實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)（見(jiàn)圖2、圖3），從而使質(zhì)量控制前移、降低成木、工期可控；（2）通過(guò)專業(yè)（團(tuán)隊(duì)）技術(shù)人員運(yùn)用三維可視化設(shè)計(jì)手段，進(jìn)行滿足系統(tǒng)完整、安裝檢修合理、避免碰撞管線綜合，同時(shí)要求預(yù)埋件、支架、孔洞等預(yù)留預(yù)埋準(zhǔn)確無(wú)誤，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)修改位置或開(kāi)洞；（3）通過(guò)精確設(shè)計(jì)和工廠化制造，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)切焊，按照設(shè)計(jì)模型所預(yù)定的程序進(jìn)行組裝，利用工廠化的專業(yè)性和良好的質(zhì)量保障體系，大幅提高機(jī)電工程安裝的質(zhì)量，減少機(jī)電安裝返工造成的浪費(fèi)，最終實(shí)現(xiàn)地鐵機(jī)電設(shè)備“無(wú)錯(cuò)差”化安裝。閣1機(jī)電設(shè)備安裝現(xiàn)場(chǎng)下載原閣圖2機(jī)電設(shè)備工廠化制造下載原圖圖3風(fēng)管工廠化制造下載原圖青

5、島地鐵4號(hào)線將通過(guò)BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)地鐵機(jī)電系統(tǒng)“一體化設(shè)計(jì)”“工廠化加工生產(chǎn)”“無(wú)切焊”“無(wú)錯(cuò)差”化安裝，力求達(dá)到比傳統(tǒng)工藝手段工期壓縮2/3的目標(biāo)，使本線路機(jī)電設(shè)備施工安裝質(zhì)量達(dá)到國(guó)N先進(jìn)水平，最終從根本上解決地鐵機(jī)電系統(tǒng)施工安裝所存在的問(wèn)題。3措施與流程鑒于地鐵機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)專業(yè)多、接口多，施工管理與協(xié)調(diào)復(fù)雜難度人，業(yè)內(nèi)BTM設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范尚不健全完善和統(tǒng)一［6-8］。B1M技術(shù)應(yīng)用中，第一要立足于工程管理需求（包括經(jīng)濟(jì)控制、工程現(xiàn)場(chǎng)管理、竣工資料管理、運(yùn)維管理等），建立并完善BIM工作相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范（青島地鐵已初步建立了自己的BIM標(biāo)準(zhǔn)體系）。由業(yè)主主導(dǎo)BIM應(yīng)用工作，

6、既要確保設(shè)計(jì)施工方案質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)性好，還要協(xié)調(diào)和把控設(shè)計(jì)、制造、安裝、造價(jià)、采招等多個(gè)環(huán)節(jié)，為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、機(jī)加工、施工（安裝）一體化打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。二是要用專業(yè)的團(tuán)隊(duì)，開(kāi)發(fā)專業(yè)的BTM（軟件）系統(tǒng)，進(jìn)行專業(yè)化的BTM系統(tǒng)設(shè)計(jì)，即“靠專業(yè)的人、用專業(yè)的工具、做專業(yè)的事”。通過(guò)專業(yè)閉隊(duì)建立模型，攜帶信息準(zhǔn)確，高質(zhì)量開(kāi)展機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)BIM設(shè)計(jì)工作。土建設(shè)計(jì)階段提前啟動(dòng)機(jī)電B1M設(shè)計(jì)工作:在方案設(shè)計(jì)階段，利用B1M技術(shù)團(tuán)隊(duì)協(xié)助土建專業(yè)從空間布局、系統(tǒng)整合優(yōu)化、機(jī)房布置調(diào)整、精裝修對(duì)接預(yù)留等進(jìn)行機(jī)電方案研宄，保證其先進(jìn)性與合理性;在施工圖階段，保證各專業(yè)系統(tǒng)方案和空間布置合理，并滿足土建預(yù)留預(yù)埋的要求

7、;在施工圖深化階段，引入三維掃描技術(shù)校核設(shè)計(jì)模型與現(xiàn)場(chǎng)誤差，及時(shí)修改設(shè)計(jì)及加工圖紙（見(jiàn)圖4）:此外，要準(zhǔn)確反映實(shí)際使用的設(shè)備、管材、器具的相關(guān)型號(hào)、規(guī)格等，為工廠化加工提供準(zhǔn)確的模型及可加工信息。釆用專業(yè)的BIM軟件工具，豐富完善模型庫(kù)資源，開(kāi)發(fā)管道、風(fēng)管加工圖、加工清單生成功能，實(shí)現(xiàn)各種零件、機(jī)電管道等工廠化預(yù)制生產(chǎn)，同吋生成滿足設(shè)計(jì)、建設(shè)程序要求的二維施工圖紙（審查、存檔）m。通過(guò)專業(yè)BIM設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)直接按照施工深化圖紙進(jìn)行